内容正文:
章末总结
[专题一 运动的合成与分解]
1.合运动性质和轨迹的判断
(1)合运动性质的判断
①若a=0,物体沿初速度v0的方向做匀速直线运动。
②若a≠0且a恒定,物体做匀变速运动。
③若a变化,物体做非匀变速运动。
(2)合运动轨迹的判断
①若a与v0共线,物体做直线运动。
②若a与v0不共线,物体做曲线运动。
2.小船渡河的处理思路
3.关联速度的分解思路
(多选)某河宽为600 m,河中某点的水流速度v与该点到较近河岸的距离d的关系图像如图所示。船在静水中的速度为4 m/s,要想使船渡河的时间最短,下列说法正确的是( )
A.船在航行过程中,船头应与河岸垂直
B.船在河水中航行的轨迹是一条直线
C.渡河的最短时间为240 s
D.船离开河岸400 m时的速度大小为2 m/s
解析:选AD 若船渡河的时间最短,船在航行过程中,必须保证船头始终与河岸垂直,选项A正确;因水流的速度大小发生变化,根据运动的合成与分解可知,船在河水中航行的轨迹是一条曲线,选项B错误;渡河的最短时间为tmin== s=150 s,选项C错误;船离开河岸400 m时的水流速度大小与船离开河岸200 m时的水流速度大小相等,即v水=×200 m/s=2 m/s,则船离开河岸400 m时的速度大小为v′== m/s=2 m/s,选项D正确。
如图所示,将楔形木块B放在光滑水平面上,靠在墙边处并用手扶着,然后在木块和墙面之间放入一个小球A,楔形木块的倾角为θ,放手让小球和木块同时由静止开始运动,某一时刻二者速度分别为vA和vB,则( )
A.vA∶vB=1∶1
B.vA∶vB=sin θ∶cos θ
C.vA∶vB=cos θ∶sin θ
D.vA∶vB=sin θ∶tan θ
解析:选B 小球A实际的速度vA(合速度)竖直向下,它的运动有两个效果:一是沿斜面向下的运动,设其速度为v1,二是垂直斜面向下的运动,设其速度为v2,如图甲所示,则有
v2=vA cos θ①
楔形木块B实际的速度vB(合速度)水平向右,它的运动也有两个效果,一是沿斜面向上的运动,设其速度为v3,二是垂直斜面向下的运动,设其速度为v4,如图乙所示,则有
v4=vB sin θ②
因为小球A和木块B在垂直斜面方向上紧紧地挤压在一起,所以它们在垂直斜面方向上的分速度相等,即有v2=v4③
联立①②③解得vA∶vB=sin θ∶cos θ,故B正确。
[专题二 平抛运动的临界和极值]
1.在平抛运动中,由于时间由高度决定,水平位移由高度和初速度决定,因而在越过障碍物时,有可能会出现恰好过去或恰好过不去的临界状态,还会出现运动位移的极值等情况。
2.临界点的确定
(1)题中有“刚好”“恰好”“正好”等字眼,明显表明题述的过程中存在着临界点;
(2)题中有“取值范围”“多长时间”“多大距离” 等词语,表明题述过程中存在着起止点,而这些起止点往往就是临界点;
(3)题中有“最大”“最小”“至多”“至少”等字眼,表明题述的过程中存在着极值点,这些极值点也往往是临界点。
如图所示是排球场的场地示意图,设排球场的总长为L,前场区的长度为,网高为h,在排球比赛中,对运动员的弹跳水平要求很高。如果运动员的弹跳水平不够,运动员的击球点的高度小于某个临界值H,那么无论水平击球的速度多大,排球不是触网就是越界。设某一次运动员站在前场区和后场区的交界处,正对网前竖直跳起沿垂直于网的方向将排球水平击出,关于该种情况下临界值H的大小,下列关系式中正确的是( )
A.H=h B.H=h
C.H=h D.H=h
解析:选C 将排球水平击出后排球做平抛运动,排球刚好触网或到达底线时,则有=v0,+=v0,联立解得H=h,故选项C正确。
海鸥捕到外壳坚硬的鸟蛤(贝类动物)后,有时会飞到空中将它丢下,利用地面的冲击打碎硬壳。一只海鸥叼着质量m=0.1 kg的鸟蛤,在H=20 m的高度飞行时,松开嘴巴让鸟蛤落到水平地面上。在海鸥飞行方向正下方的地面上,有一与地面平齐、长度L=6 m的岩石,以岩石左端为坐标原点,建立如图所示坐标系。若海鸥水平飞行的速度大小在15 m/s~17 m/s之间,为保证鸟蛤一定能落到岩石上,求释放鸟蛤位置的x坐标范围。忽略空气阻力,取重力加速度g=10 m/s2。
解析:设鸟蛤下落的时间为t,则有H=gt2,解得t=2 s。若释放鸟蛤的初速度为v1=15 m/s,设击中岩石左端时,释放点的x坐标为x1,击中右端时,释放点的x坐标为x2,得x1=v1t,x2=x1+L,联立,代入数据得x1=30 m,x2=36 m,若释放鸟蛤时的初速度为v2=17 m/s,设击中岩石左端时,释放点的x坐标为x1′,击中右端时,释放点的x坐标为x2′,
得x1′=v2t,x2′=x1′+L
联立,代入